中古マスフローメーターの在庫・価格

マスフローメーターは、気体の流量を体積流量ではなく質量流量として計測する流量計である。真空装置や半導体製造装置のガスラインでプロセスガスの供給量を監視する目的で使われる。流量制御弁を内蔵して設定値に自動制御する機器はマスフローコントローラー(MFC)と呼ばれ、制御弁を持たず計測だけを行うものをマスフローメーター(MFM)と呼び分けるのが一般的である。
主流は熱式である。細いセンサー管の上流側と下流側に発熱を兼ねた測温抵抗体を配置し、一定温度に加熱しておく。ガスが流れると上流側は熱を奪われて温度が下がり、下流側は運ばれてきた熱で温度が上がる。この温度差をブリッジ回路で電気信号として取り出す。単位時間に運ばれる熱量は定圧比熱×温度上昇×質量流量に相当するため、比熱が既知であれば出力から質量流量が求まる。センサー管で精度よく測れるのは微小流量に限られるので、本体流路には層流構造のバイパスを設け、分流比を一定に保ってセンサー流量から全流量を換算する。バイパスの設計によって数sccmの微小流量から数十SLM以上までレンジを設定でき、キャピラリ式の熱式は清浄なガスでおおむね1000〜1500SLM程度までが得意な領域とされる。センサーチップを流路に直接置くMEMS方式もあり、応答が速く小型化しやすい。原理の異なる方式としてはコリオリ式や音速ノズル式がある。
熱式の特徴は、可動部がなく、温度・圧力の補正をせずに標準状態(0℃、1気圧など機器ごとに定めた基準)換算の流量を直接出力できる点である。出力は0〜5Vなどのアナログ信号やデジタル通信が一般的で、表示部一体型もある。精度はフルスケールの±1%前後が典型で、製品により±0.5〜±2%程度の幅がある。キャピラリ式の応答時間は1〜数秒程度で、MEMS式はそれより速い。フルスケールの数%以下の低流量域は精度保証の対象外となることが多い。
実務上の注意点として、出力は校正ガス(多くは窒素)を基準にしており、別のガスを流す場合はコンバージョンファクターで換算するが、換算には誤差が加わる。混合ガスや特殊ガスでは実ガス校正が望ましい。熱式は電源投入後にウォームアップが必要で、立ち上がり直後はゼロ点が安定しない。取付姿勢によってセンサー管内の自然対流が変わりゼロ点が動くため、校正時と同じ姿勢で取り付け、使用前にゼロ点を確認する。センサー管は細く、パーティクルや凝縮物で詰まりやすいので上流にフィルターを置く。腐食性ガスでは接ガス部の材質やシール方式、外部リーク量を確認し、低差圧の系では圧力損失も選定要素になる。
用途は、CVD、エッチング、スパッタ、蒸着などの真空成膜・加工装置でのガス流量監視、MFCの流量検定、分析装置、燃焼制御、燃料電池の評価、研究室のガス供給管理など幅広い。中古品を選ぶ際は、対象ガスとフルスケール、出力仕様、継手形状、校正の履歴を確認することが要点になる。